220MW機(jī)組發(fā)電機(jī)密封瓦故障分析與處理

王學(xué)義（勝利油田勝利發(fā)電廠 山東 東營(yíng) 257000）

一、設(shè)備結(jié)構(gòu)與運(yùn)行原理概述

1.設(shè)備結(jié)構(gòu)

我廠密封瓦采用雙流環(huán)式密封瓦結(jié)構(gòu)，該油封由兩塊密封瓦組成，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)在轉(zhuǎn)軸和兩塊密封瓦之間形成一層圓筒形油膜，氫氣側(cè)和空氣側(cè)各有一股油流流入兩個(gè)油室，即氫側(cè)油室和空側(cè)油室。氫側(cè)油從垂直油道進(jìn)入油膜間隙，從左側(cè)流出，空側(cè)則從斜向油室進(jìn)入油道至油膜間隙，從右側(cè)出油，兩個(gè)油流各形成獨(dú)立循環(huán)系統(tǒng)。兩股油流的油壓靠平衡閥維持其壓力相等，使油隙處的油交換量降至最小。由于氫側(cè)油自形成以密閉循環(huán)系統(tǒng)，避免了溶有空氣的油流入氫側(cè)，而使機(jī)組內(nèi)氫氣純度下降，氫側(cè)油中將溶有氫，但飽和后不再繼續(xù)溶入，所以氫氣也就不能被油無(wú)限制帶走。雙流環(huán)式密封結(jié)構(gòu)密封性能好，可保持發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣純度達(dá)到97%以上，該密封瓦由青銅鑄造，其內(nèi)部澆有巴氏合金。密封瓦上通有的兩路密封油，即空氣側(cè)和氫氣側(cè)，簡(jiǎn)稱空側(cè)，氫側(cè)，兩股油流自成獨(dú)立的循環(huán)系統(tǒng)，在空、氫側(cè)的密封瓦密封油前裝有平衡閥和差壓閥，用以調(diào)整密封瓦的密封油量，使兩個(gè)油流的油壓基本保持平衡，在密封瓦的中段，兩股油流基本不實(shí)現(xiàn)油流的交換，形成穩(wěn)定油膜，避免了因油的吸附作用造成氫氣泄漏和發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣的純度降低。

二、密封瓦故障的原因分析

1.密封瓦的徑向間隙問(wèn)題

根據(jù)我廠220MW汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)密封瓦設(shè)計(jì)安裝要求，密封瓦烏金面與軸頸的總間隙要求0.18-0.23mm之間，密封瓦與密封瓦座之間總間隙要求在0.13-0.20mm之間，安裝檢修時(shí)應(yīng)盡量保持密封瓦烏金面內(nèi)徑圓周面相等。如果密封瓦與軸頸間隙太小，容易造成磨損，致使瓦溫升高，產(chǎn)生振動(dòng)；間隙太大，則密封油膜不穩(wěn)定，甚至直接造成氫側(cè)漏油量增大，氫氣泄漏。

2.密封瓦與軸頸配合問(wèn)題

發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸頸與密封瓦烏金面配合必須光潔、無(wú)機(jī)械損傷、刮傷、劃痕和毛刺。否則直接影響密封效果，造成硬度較低的烏金面劃傷，長(zhǎng)時(shí)間將威脅到密封瓦的運(yùn)行安全，造成間隙大、油泄漏量增大、氫氣泄漏。故在機(jī)組大、小修以及臨時(shí)檢修時(shí)注意密封瓦和軸頸拆卸過(guò)程中的保護(hù)，防止軸頸和密封瓦面損傷，如有劃傷等配合缺陷，應(yīng)當(dāng)對(duì)密封面和軸頸進(jìn)行修整。

3.密封瓦與轉(zhuǎn)子的垂直度問(wèn)題

發(fā)電機(jī)密封瓦安裝在密封瓦座內(nèi)，密封瓦座又直接安裝固定在發(fā)電機(jī)大端蓋處，所以發(fā)電機(jī)大端蓋與軸頸的垂直度是密封瓦安裝質(zhì)量的重要條件，密封瓦座與軸頸的垂直度是密封瓦與軸頸的安裝質(zhì)量的直接保證，若垂直度不夠，將影響密封瓦與軸頸的油膜質(zhì)量，密封瓦將會(huì)產(chǎn)生偏磨現(xiàn)象，造成密封瓦磨損，瓦溫升高，油膜不穩(wěn)定從而造成氫氣密封失效、泄漏。

4.密封墊損壞

密封墊是密封瓦座與發(fā)電機(jī)端蓋連接的重要部件，通過(guò)密封墊形成密封瓦座與發(fā)電機(jī)的密封，從而氫側(cè)密封油流能夠保持密封回油至氫側(cè)密封油箱，形成氫側(cè)油流的閉式循環(huán)，同時(shí)密封墊保證發(fā)電機(jī)內(nèi)軸向竄出的氫氣在密封瓦座與發(fā)電機(jī)大端蓋間形成密封，與密封瓦空、氫兩側(cè)形成的保護(hù)油膜形成封閉密封，從而保證發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣的純度。

三、檢修發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題分析及處理措施

停機(jī)后分別對(duì)汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)的機(jī)側(cè)、勵(lì)側(cè)密封瓦進(jìn)行解體檢查，解體后發(fā)現(xiàn)機(jī)側(cè)密封瓦烏金面有劃痕、損傷，解體密封瓦座，機(jī)側(cè)、勵(lì)側(cè)密封墊分別有不同程度的撕裂和損傷，其中機(jī)側(cè)密封墊的氫側(cè)進(jìn)油孔處膠墊橫向撕裂，向下貫穿。

1.密封瓦烏金面損傷

解體發(fā)電機(jī)機(jī)、勵(lì)兩側(cè)密封瓦，機(jī)側(cè)密封瓦烏金面出現(xiàn)劃痕和損傷，測(cè)量密封瓦烏金面與軸頸間隙，間隙過(guò)大，超出檢修安裝要求值。

檢修措施：更換機(jī)、勵(lì)側(cè)兩側(cè)的密封瓦，檢查新瓦烏金面，要求無(wú)氣孔、夾渣、表面無(wú)凹坑，煤油滲透后無(wú)起層現(xiàn)象。

2.密封墊損壞

解體發(fā)電機(jī)密封瓦座，機(jī)、勵(lì)兩側(cè)密封瓦墊出現(xiàn)不同程度損傷，如圖2所示，其中機(jī)側(cè)密封墊尤為嚴(yán)重，密封墊在氫側(cè)進(jìn)油孔處開(kāi)始撕裂，橫向貫穿后撕裂之密封墊下部。密封墊氫側(cè)進(jìn)油孔出橫向撕裂、向下貫穿，直接導(dǎo)致氫側(cè)進(jìn)油不通過(guò)密封瓦從空側(cè)回油，直接回油至氫油分離器，從而在軸頸處僅有空側(cè)形成單側(cè)不穩(wěn)定氫氣密封油膜，并致使氫側(cè)無(wú)回油，氫側(cè)密封油循環(huán)中斷，氫側(cè)密封油箱油位急劇下降，還可能導(dǎo)致發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣從密封墊撕裂出泄漏，不斷融入空側(cè)回油，不斷氫油分離，經(jīng)牌氫風(fēng)機(jī)排入大氣。

檢修對(duì)策：更換密封墊，新密封墊選用彈性和韌性更好的丁青橡膠材料，制作密封墊，在人工裁剪沖孔后，嚴(yán)格檢查密封墊沖孔的角型和斷裂過(guò)渡，對(duì)不平滑處進(jìn)行人工研磨、休整，確保沖孔、裁剪燕尾槽的平滑過(guò)渡，回裝時(shí)，對(duì)發(fā)電機(jī)端蓋處玻璃膠涂抹均勻，回裝密封瓦及固定密封瓦座時(shí)注意密封墊的錯(cuò)位情況，確保密封墊回裝過(guò)程中位置準(zhǔn)確、無(wú)損傷。

四、結(jié)論

本文對(duì)氫冷發(fā)電機(jī)組密封瓦可能出現(xiàn)的故障幾類原因進(jìn)行了分析，并結(jié)合我廠2號(hào)機(jī)組密封瓦出現(xiàn)的故障進(jìn)行了分析、提出相關(guān)檢修措施，機(jī)組在檢修后開(kāi)機(jī)，空、氫側(cè)油壓以及氫壓運(yùn)行參數(shù)恢復(fù)正常表明，論文對(duì)故障的分析正確，對(duì)同類事故的分析與解決具有一定的借鑒意義。